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Case 传感知识
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瑞士研究人员近日利用发光蛋白开发出一种新型生物传感器,仅用一滴血就能精确测定人体代谢物水平,有望因准确性高、操作简单而成为诊断和监测多种疾病的首选工具。 代谢物是人体新陈代谢产生的化合物,疾病或损伤可导致血液中代谢物的水平发生显著变化。例如,血液苯丙氨酸水平的升高是遗传病苯丙酮尿症的特征。该病患者必须定期检测血液中的苯丙氨酸水平。目前的检测手段需将血样送达实验室,而几天后结果才能送达患者,这种延迟导致疾病诊疗管理的复杂化。为此,瑞士洛桑联邦理工学院和德国马克斯·普朗克医学研究所的研究人员开发了一种在几分钟内测量血样中代谢物浓度的方法。他们在最新一期美国期刊《科学》发表了研究报告。研究人员利用一种发光蛋白开发出了新型生物传感器,它可通过不同的酶催化反应改变颜色,这意味着可以通过分析发光的颜色来确定代谢物浓度。使用不同的酶催化反应,同一传感器就能测定包括苯丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖等各种代谢物的水平。以测量苯丙氨酸水平为例,先从患者手指采一滴血,然后将血样加入反应缓冲液中再用于含生物传感器的试纸。当苯丙氨酸超出正常水平时,传感器发出的光会从蓝色变为红色,这种变化用日常数码相机或智能手机都能检测到。最后通过颜色变化来计算苯丙氨酸浓度。整个过程只需10分钟到15分钟。由于操作简单准确,患者自己就能进行测试。研究人员目前正在寻找进一步简化测试并实现自动化操作的方法。
发布时间: 2018 - 10 - 09
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传感器被称为电子设备的五官,作用非常大,但传统传感器对数据的处理能力有限,并不能满足很多场景下的高数据、高运算要求。随着人工智能技术的发展,智能传感器成为了一种新的市场需求。智能传感器是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。智能传感器能将检测到的各种物理量储存起来,并按照指令处理这些数据,从而创造出新数据。智能传感器之间能进行信息交流,并能自我决定应该传送的数据,舍弃异常数据,完成分析和统计计算等。 一、智能传感器比传统传感器强在哪?与一般传感器相比,智能传感器具有很多优点,如通过软件技术可实现高精度的信息采集且成本低、具有一定的编程自动化能力、功能多样化等。提高了传感器的精度:智能式传感器具有信息处理功能,通过软件不仅可修正各种确定性系统误差,而且还可适当地补偿随机误差、降低噪声,大大提高了传感器精度。提高了传感器的可靠性:集成传感器系统小型化,消除了传统结构的某些不可靠因素,改善整个系统的抗干扰件能;同时它还有诊断、校淮和数据存储功能(对于智能结构系统还有自适应功能),具有良好的稳定性。提高了传感器的性能价格比:在相同精度的需求下,多功能智能式传感器与单一功能的普通传感器相比,性能价格比明显提高,尤其是在采用较便宜的单片机后更为明显。促成了传感器多功能化:智能式传感器可以实现多传感器多参数综合测量,通过编程扩大测量与使用范围;有一定的自适应能力,根据检测对象或条件的改变,相应地改变量程反输出数据的形式;具有数字通信接口功能,直接送入远地计算机进行处理;具有多种数据输出形式,适配各种应用系统。一个良好的‘智能传感器’是由微处理器驱动的传感器与仪表套装,并且具有通信与板载诊断等功能。 二、智能传感器的主要功能1、自校零、 自标定、 自校正、自动补偿等功能;2、能够自动进行检...
发布时间: 2018 - 10 - 08
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由于各个主要传感器特性使然,单一种类传感器无法胜任L4/L5完全自动驾驶的复杂情况与安全冗余,多传感器搭配融合的方案将是必然,2030年全球车载传感器市场将会超过500亿美元。目前随着ADAS功能模块渗透率不断提升,短期内传感器市场的需求将主要被摄像头和毫米波雷达所驱动;而L3级别自动驾驶的奥迪A8量产给了整个汽车行业一剂强心剂,自动驾驶的进程比想象中来的要早,各个传感器以及控制系统都在迅速迭代中;2020年前后,L4级别自动驾驶量产上路,激光雷达的市场将会迅速扩大。由于各个主要传感器特性使然,单一种类传感器无法胜任L4/L5完全自动驾驶的复杂情况与安全冗余,多传感器搭配融合的方案将是必然,2030年全球车载传感器市场将会超过500亿美元。激光雷达:3D环境建模使其成为核心传感器,但恶劣天气下性能下降、且无法识别图像及颜色是其短板;在L3及以上传感器解决方案中,激光雷达至少需要1个;从机械旋转式过渡到混合固态再到纯固态激光雷达,随着量产规模扩大、技术迭代提升,成本不断快速降低,激光雷达也在向小型化、低功耗、ASIC集成化发展;目前国外厂商陆续在与汽车零部件一级供应商绑定合作开发,国内厂商如果有能力尽早稳定量产,有机会成为车用激光雷达的主流供应商之一。毫米波雷达:全天候工作使其不可或缺,但分辨率低,同样难以成像;技术已经非常成熟,是ADAS的主力传感器,在L3级别中长距离毫米波雷达至少需要4-5个,L4/L5级别再加上侧向需求甚至需要8个以上;全球市场仍是博世、大陆、德尔福等把持,但随着自主品牌车厂逐渐应用装车ADAS模块,国内毫米波厂商,如华域汽车、德赛西威等,在完善产品、搭建体系、稳定量产的过程中有机会切下一份蛋糕。摄像头:自动驾驶的眼睛识别标识、物体,但无法点阵建模、远距测距;技术最为成熟,车载应用起步最早,在ADAS阶段作为绝对主流的视觉传感器,根据功能不同需要4到8...
发布时间: 2018 - 10 - 08
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拉绳位移传感器,是直线位移传感器在结构上的精巧构成,适合直线导轨系统、纺织机械、金属板材机械、包装机械、印刷机械、水平控制仪、建筑机械等相关尺寸测量和位置控制,并且充分结合了角度传感器和直线位移传感器的优点,成为一款安装尺寸小、结构紧凑、测量行程大、精度高的传感器,行程从一百毫米至十几米不等。 拉绳位移传感器的工作原理和常用参数:拉绳式位移传感器的功能是把机械运动转换成可以计量,记录或传送的电信号。楚嘉CKS系列位移传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上,此轮毂与一个精密旋转感应器连接在一起,感应器可以是增量编码器,绝对值编码器,混合或导电塑料旋转电位计,同步器或解析器。操作上,拉绳式位移传感器安装在固定位置上,拉绳缚在移动物体上。拉绳直线运动和移动物体运动轴线对准。运动发生时,拉绳伸展和收缩。一个内部弹簧保证拉绳的张紧度不变。带螺纹的轮毂带动精密旋转感应器旋转,输出一个与拉绳移动距离成比例的电信号。测量输出信号可以得出运动物体的位移、方向或速率。常用参数有测量行程、输出信号模式、线性度、重复性、分辨率、线径规格、出线口拉力、最大往返速度、重量、输入电阻值、功率、工作电压、工作温度、震动、防护等级等。拉绳位移传感器的信号输出方式:拉绳位移传感器的信号输出方式分为数字信号输出和模拟信号输出,数字输出型可以选择增量旋转编码器、绝对值编码器等,输出信号为方波ABZ信号、正余弦信号、CANopen信号、自由RS485信号、MODBUS信号、Profibus信号或格雷码/二进制信号,测量行程长(100~15000mm),精度高(~%FS),防护等级IP65。外壳和线轮均经过防腐处理,牵引绳为316不锈钢绳,可以在恶劣的环境下(包括海水)工作。可选输出方式有:电阻型、电压型、电流型、增量脉冲型、绝对脉冲型模拟输出型可以选择精密电位器、霍尔编码器、绝对值编码器等,输出信...
发布时间: 2018 - 09 - 10
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基本原理由于加速度传感器在静止放置时受到重力作用,因此会有1g的重力加速度。利用这个性质,通过测量重力加速度在X/Y轴上的分量,可以计算出在垂直平面上的倾斜角度。 如图所示,有Ax=gsinα,Ay=gcosα。则Ax/Ay=tanα,即α=arctan(Ax/Ay)。根据以上原理就可以根据2轴加速度传感器测量X-Y的平面上的倾斜角度。但是在实际应用中,很难保证倾斜只发生在X-Y平面。因此,用三轴传感器的倾角计算公式可拓展如下: 上述公式基本解决了静态环境下的倾角计算,我们再考虑一种更复杂的场景,运动条件下计算倾角,就需要再增加一个限定条件,即: 硬件实现目前,在消费类产品中使用的加速度主要为数字输出(I2C/SPI),可以非常简单的跟MCU通信,实现测量功能。ST提供的产品按照精度分为LIS2DH12TR(12bit),LIS2HH12TR(16bit),车规加速度AIS328DQTR(12bit)。倾斜角度的精度和加速度值的分辨率之间的关系:● 8bit的ADC可以得到3.4。以上的精度● 10bit的ADC可以得到0.8。以上的精度● 12bit的ADC可以得到0.2。以上的精度● 14bit的ADC可以得到0.05。以上的精度● 16bit的ADC可以得到0.0124。以上的精度
发布时间: 2018 - 08 - 30
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